Способ прогноза риска развития стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля
Владельцы патента RU 2780940:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и сердечно-сосудистой хирургии. Определяют факторы риска: индекс массы тела (ИМТ), наличие заболеваний легких, экстренной операции, применение кардиотропной терапии, длительность операции и использования аппарата искусственного кровотока. Далее оценивают выявленные факторы риска в баллах. Вычисляют сумму полученных баллов. При получении суммы баллов 14 и выше прогнозируется высокий риск, при сумме баллов от 11 до 13 - умеренный риск, при сумме баллов менее 11 - низкий риск развития стернальной инфекции в послеоперационном периоде. Способ позволяет объективно и быстро определить риск развития стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля за счет оценки комплекса наиболее значимых факторов риска. 2 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть использовано в хирургии и сердечно-сосудистой хирургии.
Наиболее распространенным осложнением послеоперационного периода у кардиохирургических больных является развитие стернальной инфекции, частота встречаемости которой колеблется от 0,4 до 5%. Развитие данного осложнения послеоперационного периода обусловлено известными трудностями в достижении элиминации инфекции тканей грудины после срединной стернотомии:
[Суворов В.В., Хубулава Г.Г., Наумов А.Б., Трашков А.П., Шихвердиев Н.Н., Марченко С.П., Васильев А.Г., Аверкин И.И. Современное состояние проблемы развития стернальной инфекции в кардиохирургии (обзор литературы) // Инфекции в хирургии. – 2012. - № 3, Т. 10. - С.17-21.
Арутюнян Л.А., Ефанов Ю.М., Кремнева Л.В., Сафиуллина З.М., Шалаев С.В. Осложнения после коронарного шунтирования и современные методы их профилактики // Медицинская наука и образование Урала. – 2009. - Т. 10, № 3 (59). - С. 127-134.
Протасевич А.И., Татур А.А. Эффективность вакуумной терапии в лечении послеоперационных стерномедиастенитов: систематический обзор и мета-анализ // Новости хирургии. – 2016. - №3, Т. 24. – С. 275-284].
Вопросы прогнозирования развития стернальной инфекции и ее профилактика, поиск объективных критериев прогноза данного осложнения являются весьма актуальными и занимают значительное место в современной литературе
[Сотников А.В., Мельников М.В., Эльмаджи Р.В., Горбунов Г.Н. К вопросу о профилактике медиастенита у кардиохирургических больных // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. – 2015. - №4, Т.7. – С. 38-42.
Хубулава Г.Г., Шихвердиев Н.Н., Наумов А.Б., Суворов В.В., Марченко С.П., Аверкин И.И. Патофизиологические механизмы и факторы риска развития стернальной инфекции в кардиохирургии // Вестник Российской военно-медицинской академии. – 2013. - № 1 (41). - С. 174-179.
Патент РФ № 2707262, А61В17/00, БИПМ № 33, 25.11.2019г].
Существует способ профилактики послеоперационного переднего медиастенита после выполнения полной продольной стернотомии при открытых операциях на сердце. Способ заключается в многоэтапном введении раствора цефазолина при проведении хирургического вмешательства: в предоперационном периоде, добавление антибиотика в аппарат искусственного кровообращения, местное введение в загрудинное пространство и на мягкие ткани. Способ не является прогностическим и предполагает введение антибиотика всем пациентам вне зависимости от риска возникновения стернальной инфекции [Патент РФ № 2707262, А61В17/00, БИПМ № 33, 25.11.2019г.].
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому изобретению является способ определения степени заживления грудины при ее фиксации после кардиохирургических операций с полной срединной стернотомией. Способ заключается в выполнении компьютерной томографии в послеоперационном периоде. Затем проводят расчеты по аксиальным срезам в костном режиме в 4-х определяющих точках, соответствующих наложению швов, соединяющих края грудины и несущих основную нагрузку: верхний край рукоятки грудины (M1), нижний край рукоятки грудины (M2), верхняя часть тела грудины на уровне 2-го межреберья (C1), нижняя часть тела грудины на уровне 4-го межреберья (C2). Затем осуществляют оценку по баллам-критериям: 0 - диастаз между фрагментами грудины более 3 мм, 1 - диастаз между фрагментами грудины 0-3 мм без признаков сращения, 2 - диастаза между фрагментами грудины нет, имеются рентген-признаки формирующейся костной мозоли - облаковидные, нитевидные тени, 3 – полная консолидация. По полученной сумме баллов судят о степени заживления грудины от минимальной – при сумме 0 баллов, что соответствует диастазу грудины более 3 мм на всем протяжении без возможности самостоятельного сращения, до максимальной – при сумме 12 баллов, что соответствует полной консолидации грудины на всем ее протяжении. Способ обеспечивает наиболее точное определение степени заживления грудины у таких пациентов, однако не позволяет прогнозировать развитие стернальной инфекции [Патент РФ № 2647796, А61В5/00, БИПМ № 8, 19.03.2018г.].
Задача предлагаемого способа прогнозирование развития стернальной инфекции в предоперационном периоде у пациентов кардиохирургического профиля.
Поставленную задачу решают за счет того, что определяют следующие факторы риска развития стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля: индекс массы тела, заболевания легких, сахарный диабет, экстренность операции, применение кардиотропной терапии, продолжительность операции, длительность использования аппарата искусственного кровотока, продленная ИВЛ, которым присвоены определенные баллы, по сумме баллов прогнозируют риск развития стернальной инфекции.
Способ осуществляют следующим образом: оценивают следующие факторы - индекс массы тела увеличивает риск развития стернальной инфекции следующим образом, до 23 единиц 0 баллов, от 23 до 25 единиц 1 балл, 25 единиц 2 балла и свыше 25 единиц присваивали 3 балла. Заболевания легких, выявленные в анамнезе, являлись значимым неблагоприятным фактором, который оценивался в 2 балла. Доказанным фактором риска развития воспалительных осложнений в послеоперационном периоде является экстренность операции, данному признаку было присвоено 2 балла. Применение кардиотропной терапии подтверждает факт наличия ишемического синдрома, что неблагоприятно влияет в дальнейшем на заживление стернотомической раны, и оценивается в 2 балла. Продолжительность операции зачастую ухудшает течение послеоперационного периода, длительность операции от 180 до 200 минут оценивалась в 1 балл, от 201 до 249 минут – 2 балла и более 250 минут оценивалась в 3 балла. Длительность использования аппарата искусственного кровотока являлась фактором риска развития стернальной инфекции, при продолжительности от 100 до 119 минут присваивался 1 балл, более 120 минут 2 балла. Далее баллы суммировали, при сумме баллов 14 прогнозировали высокий риск развития стернальной инфекции в послеоперационном периоде, при сумме баллов от 11 до 13 оценивали как умеренный риск и при сумме баллов менее 11 как низкий риск развития неблагоприятного течения послеоперационного периода.
Было проанализировано 2266 историй болезней пациентов оперированных путем выполнения срединной стернотомии в кардиохирургическом отделении Краевой Клинической больницы г. Красноярска за период 2017-2020 гг. В исследование были включены 68 (3%) больных. Критерием включения пациентов в исследование было развитие в послеоперационном периоде изолированной поверхностной (I группа) или изолированной глубокой стернальной инфекции (II группа).
В целях определения диагностически значимых признаков, статистическому анализу подвергнуто 20 предполагаемых факторов риска послеоперационного кровотечения, в том числе 2 немодифицируемых фактора – возраст и пол. В качестве анамнестических факторов риска рассматривались следующие: сахарный диабет, хронические обструктивные заболевания легких, ожирение, генерализованный атеросклероз, остеопороз, инфекционный эндокардит, курение более 10 лет. Учитывались следующие факторы, непосредственно связанные с оперативным вмешательством: экстренность проведения операции, шунтирования коронарных артерий, применение кардиотропной поддержки, проведение повторных оперативных вмешательств, а также длительность операции, искусственной вентиляции легких или применения аппарата искусственного кровотока.
В числе лабораторных факторов риска учитывались результаты развернутого общего анализа крови (число эритроцитов и лейкоцитов, уровень гемоглобина, лейкоцитарная формула, число тромбоцитов, СОЭ и др.), биохимического анализа крови (уровень глюкозы, альбумина, электролитов, креатинина, билирубина).
В группе факторов, непосредственно связанных с риском развития воспалительных осложнений у пациентов перенесших стернотомию относили такие как выполнение ассиметричной стернотомии, деформации грудино-реберного комплекса.
Однако, при проведении логистической регрессии, используя пакет программ Statistica 6.1, наиболее значимыми факторами риска развития стернальной инфекции были выделены следующие: индекс массы тела, заболевания легких, сахарный диабет, экстренность операции, применение кардиотропной терапии, продолжительность операции, длительность использования аппарата искусственного кровотока, продленная ИВЛ. Значимость приведенных факторов риска представлена в таблице №1.
Таблица 1. Значимость предполагаемых факторов риска развития стернальной инфекции у обследованных больных.
| Фактор риска | ОР (RR) | Доверительный интервал (ДИ) 95% | Уровень значимости (Критерий Хи-квадрат с поправкой Йейтса) | Критерий V Крамера |
Сила связи между фактором риска и исходом | |
| ИМТ выше 25 | I группа | 3,281 | 1,848- 5,823 | p<0,001 | 0,611 | сильная |
| II группа | 4,846 | 2,13- 11,024 | p<0,001 | 0,641 | сильная | |
| Сахарный диабет | I группа | 1,2 | 0,801- 1,798 | p=0,483 | 0,113 | слабая |
| II группа | 1,333 | 0,752- 2,364 | p=0,451 | 0,140 | слабая | |
| Заболевания легких | I группа | 1,717 | 1,226- 2,403 | p=0,017 | 0,314 | средняя |
| II группа | 1,567 | 0,887- 2,768 | p=0,336 | 0,178 | слабая | |
| Экстренная операция | I группа | 1,657 | 1,194- 2,3 | p=0,045 | 0,273 | средняя |
| II группа | 1,8 | 1,068-3,033 | p=0,172 | 0,234 | средняя | |
| Использование кардиотропной поддержки | I группа | 1,193 | 0,8-1,778 | p=0,524 | 0,103 | слабая |
| II группа | 3,056 | 1,224- 7,625 | p=0,008 | 0,395 | средняя | |
| Использование продленной ИВЛ | I группа | 2,388 | 0,778- 7,327 | p=0,209 | 0,177 | слабая |
| II группа | 1,663 | 0,699- 3,954 | p=0,330 | 0,173 | слабая | |
| Средняя длительность операции более 250 минут | I группа | 2,666 | 1,602-4,437 | p<0,001 | 0,531 | относи-тельно сильная |
| II группа | 10,4 | 2,714-39,858 | p<0,001 | 0,723 | сильная | |
| Средняя длительность использования аппарата искусственного кровотока более 120 мин. | I группа | 1,016 | 0,687-1,502 | p=0,874 | 0,009 | несущественная |
| II группа | 3,937 | 1,353-11,460 | p<0,003 | 0,44 | относи-тельно сильная |
В дальнейшем в ходе проведения логистической регрессии выделенным значимым факторам риска были присвоены баллы, в сумме влияющие на прогноз риска развития осложнений в послеоперационном периоде. Количество баллов присваеваемое признакам, зависело от силы связи между фактором риска и исходом заболевания, данные представлены в таблице 2.
2 - Факторная оценка риска стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля (факторы риска - в соответствующих единицах измерения, оценка - в баллах)
| Факторы риска |
Баллы | |||
| 0 | +1 | +2 | +3 | |
| ИМТ выше 25 | до 23 | 23-25 | 25 | свыше 25 |
| Заболевания легких | - | - | + | - |
| Экстренная операция | - | - | + | - |
| Использование кардиотропной поддержки | - | - | + | - |
| Средняя длительность операции, мин. | - | 180-200 | 201-249 | более 250 |
| Средняя длительность использования аппарата искусственного кровотока, мин. | - | 100-119 | более 120 | - |
Примечание: «+» - наличие признака, «-» - не принимается во внимание.
Расчет риска развития стернальной инфекции проводился непосредственно после оперативного вмешательства, что в дальнейшем позволило скорректировать инфузионную терапию.
Баллы суммировали, при сумме 14 баллов прогнозировали высокий риск развития стернальной инфекции в послеоперационном периоде, при сумме баллов от 11 до 13 оценивали как умеренный риск и при сумме баллов менее 11 как низкий риск развития неблагоприятного течения послеоперационного периода.
Далее приводятся клинические примеры историй болезней пациентов с различной степенью прогноза развития стернальной инфекции в послеоперационном периоде.
Клинический пример №1. Больной Д., 51 год поступил в экстренном порядке в кардиохирургическое отделение Краевой Клинической больницы г. Красноярска с диагнозом: Митральный порок сердца.
Индекс массы тела составлял на момент поступления 31,2. В анамнезе отмечает хронический обструктивный бронхит, в стадии компенсации. Длительность операции составила 260 минут. Длительность использования аппарата искусственного кровотока 180 мин. При ушивании стернотомической раны применялся остеосинтез металлической проволкой. Кардиотропная поддержка в послеоперационном периоде составила 3 суток. Таким образом, сумма баллов составила 14, что соответствует высокому риску развития стернальной инфекции.
В послеоперационном периоде развился гнойный медиастенит, сепсис. Было произведено вскрытие, дренирование медиастенита. Больной получал интенсивную терапию в реанимационном отделении на протяжении 12 суток, в течении заболевания отмечалась положительная динамика, был выписан на 31-е сутки.
Клинический пример №2. Больной К., 46 лет поступил в экстренном порядке в кардиохирургическое отделение Краевой Клинической больницы г. Красноярска с диагнозом: Сочетанный порок сердца.
Индекс массы тела составлял на момент поступления 28,4. Хронические заболевания легких и сахарный диабет в анамнезе отрицает. Длительность операции составила 215 минут. Длительность использования аппарата искусственного кровотока 140 мин. При ушивании стернотомической раны применялся остеосинтез металлической проволкой. Кардиотропная поддержка в послеоперационном периоде составила 6 суток. Таким образом, сумма баллов составила 11, что соответствует средней степени риска развития стернальной инфекции.
В послеоперационном периоде люфт грудины составил 1 мм, на 5-е сутки были диагностированы лигатурные свищи. В ходе проведения антибактериальной терапии и эффективного местного лечения рана зажила вторичным натяжением, больной выписан на 17-е сутки.
Клинический пример №3. Больной С., 64 лет поступил в плановом порядке в кардиохирургическое отделение Краевой Клинической больницы г. Красноярска с диагнозом: Сочетанный порок сердца.
Индекс массы тела составлял на момент поступления 21,8. Хронические заболевания легких и сахарный диабет в анамнезе отрицает. Длительность операции составила 205 минут. Длительность использования аппарата искусственного кровотока 110 мин. При ушивании стернотомической раны применялся остеосинтез металлической проволкой. Кардиотропная поддержка в послеоперационном периоде не потребовалась. Таким образом, сумма баллов составила 4, что соответствует низкой степени риска развития стернальной инфекции.
Послеоперационный период протекал без осложнений, послеоперационная рана зажила первичным натяжением, больной выписан на 12-е сутки.
Апробация разработанного способа прогноза риска развития стернальной инфекции у больных кардиохирургического профиля по факторам риска, показала высокие показатели диагностической значимости: точность составила 95,4%, чувствительность – 91,7%, специфичность – 98,1%, прогностическая значимость положительного результата – 92,3%, прогностическая значимость отрицательного результата – 95,6%.
Способ выявления риска развития стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля с использованием факторов риска отличает следующие преимущества:
1) простота и быстрота выполнения;
2) возможность чёткого прогнозирования течения патологического процесса в первые 24 часа после операции, позволяющего эффективно производить коррекцию послеоперационного лечения.
Способ выявления риска развития стернальной инфекции у пациентов кардиохирургического профиля, включающий определение факторов риска, отличающийся тем, что в качестве факторов риска определяют: индекс массы тела (ИМТ), наличие заболеваний легких, экстренной операции, применение кардиотропной терапии, длительность операции и использования аппарата искусственного кровотока, далее оценивают выявленные факторы риска в баллах: ИМТ до 23 - 0 баллов, от 23 до 25 - 1 балл, 25 - 2 балла и свыше 25 - 3 балла; при выявлении заболеваний легких, экстренной операции, применения кардиотропной терапии присваивают по 2 балла; длительность операции от 180 до 200 мин - 1 балл, от 201 до 249 мин – 2 балла и более 250 мин - 3 балла; длительность использования аппарата искусственного кровотока от 100 до 119 мин – 1 балл, более 120 мин - 2 балла, вычисляют сумму полученных баллов и при получении суммы баллов 14 и выше прогнозируется высокий риск, при сумме баллов от 11 до 13 - умеренный риск, при сумме баллов менее 11 - низкий риск развития стернальной инфекции в послеоперационном периоде.
